.
Ve starém domě Ernesta Hemingwaye na Florida Keys žije celá kolonie koček s příliš mnoha prsty. Vypráví se, že Hemingway kdysi dostal od starého námořního kapitána darem kočku se šesti prsty, která se jmenovala Sněhurka nebo možná Sněhová koule – podrobnosti jsou poněkud útržkovité.
Teď se na panství volně potulují její šestiprstí potomci. Tato historka je tak rozšířená, že se kočkám s prsty navíc často říká Hemingwayovy kočky. Tyto kočkovité šelmy nás však mohou také něco naučit o genech, které vytvářejí naše těla, a o tom, jak se předávají z generace na generaci.
Vědecký název pro příliš mnoho prstů na rukou nebo nohou je polydaktylie, což pochází ze spojení dvou řeckých slov: poly, což znamená mnoho, a daktylos, což znamená číslice. Nejen kočky mohou mít příliš mnoho prstů. Polydaktylií může trpět celá řada obratlovců, například kuřata, psi, morčata a myši.
A také lidé, například ten chlápek, který zabil otce Iniga Montoyi. Přestože postihuje mnoho druhů, je stále poměrně vzácná, i když většinou je šest prstů skutečně řízeno dominantní alelou. Alela neboli verze genu je dominantní, pokud stačí, aby byla v buňkách přítomna pouze v jedné kopii, aby byly patrné s ní spojené vlastnosti.
Takže máte šest prstů na pravé ruce? Ne? Dobře, asi se nepřipravujte na smrt.
To, že je gen dominantní, nemusí nutně znamenat, že je běžný. Ve skutečnosti je to mnohem složitější. Vývoj složitých organismů, které mají prsty, jako jsme my, začíná jednou buňkou: zygotou.
Tato buňka se začne dělit na další buňky a ty se v různých fázích vývoje promění v ruce, nohy, srdce, mozek a všechno ostatní. Tomuto procesu se říká buněčná diferenciace a to, v co se buňky promění, určují vaše geny. Jeden z těchto důležitých vývojových genů vědci poprvé charakterizovali již v 80. letech minulého století při studiu vývoje ovocných mušek.
Všimli si, že skupina mušek se specifickou mutací se ukázala jako zakrnělá a pokrytá špičatými výrůstky. Gen tedy přirozeně pojmenovali ježek, protože díky němu mouchy vypadaly trochu jako ježci. A takoví jsou asi muší biologové.
Překročili jsme do devadesátých let, kdy vědci objevili tři verze genu pro ježka u savců – jednou z nich byl sonický ježek. Ano, jmenuje se podle toho Sonica. Gen sonického ježka kóduje typ bílkoviny známé jako morfogen.
Morfogen je druh molekulárního signálu, který se vysílá do buněk, aby jim řekl, čím se mají stát. Když buňka zjistí přítomnost sonického ježka, spustí se složitý řetězec molekulárních událostí, které nakonec vedou ke změnám v expresi genů dané buňky. To, jak buňka reaguje na signál sonického ježka, závisí právě na tom, kolik bílkoviny detekuje.
Což může vést ke složitým vzorům, jako jsou naše prsty na rukou a nohou. Naše ruce a nohy začínají jako hrudka tkáně zvaná končetinový pupen. Sonic hedgehog se soustřeďuje zejména v oblasti na jedné straně této hroudy buněk a směrem k druhému konci je ho méně.
Oblast tkáně, která detekuje hodně sonického hedgehogu, se stane malíčkem; když nedetekuje vůbec nic, vznikne palec. Pokud je však tohoto signálu na špatném místě příliš mnoho, začnou se vyvíjet další prsty – a tak vzniká polydaktylie. Takto může být mutace způsobující polydaktylii dominantní:
Několik genů ovlivňuje signalizaci sonického ježka a stačí jediná chybná kopie genu, aby se sonický ježek dostal tam, kam nemá. V závislosti na tom, kolik sonického ježka je přítomno a kde, může dojít k různým výsledkům. Pokud je hodně sonického ježka přítomno na straně palce ruky, může to vést k vývoji dvou palců.
Kočky s palci navíc: jejich jediná slabina, vyřešeno. Žádný otvírák na konzervy není bezpečný. Nyní existuje několik dalších forem polydaktylie, které jsou ovlivněny několika různými geny, a také stav zvaný syndaktylie, kdy nedostatek signálu sonického ježka vede ke srostlým prstům na rukou a nohou.
Vývoj vyžaduje spolupráci spousty genů a jediná mutace může stačit k tomu, aby sonický ježek všechny vyvedl z míry. To jen dokazuje, že vytvořit člověka – nebo kočku – je docela působivý výkon buněčného sochařství. Děkujeme, že jste se podívali na tento díl SciShow, a děkujeme našim milým mecenášům, kteří nás podporují ve všem, co děláme.
Pokud byste nám chtěli pomoci a cestou získat další zajímavé výhody, podívejte se na patreon.com/scishow. .